Cómo medir el poder de penetración del E-coat en el campo

Pregunta: ¿Qué es el poder de penetración? ¿Puede medirse en campo?

Respuesta: “Poder de penetración” es el término utilizado para la formación de película de E-coat lograda en áreas ahuecadas o empotradas de una pieza. El área interior de un rack con múltiples partes puede considerarse un área empotrada. Las pruebas de poder de penetración intentan simular una condición de parte interior y actúan como un indicador de la efectividad de la penetración.

Las secciones interiores de vehículos o piezas de racks pueden ser más retadoras para la aplicación de E-coat. Estas áreas pueden tener múltiples capas complejas de metal y aberturas limitadas para que el E-coat y la corriente eléctrica fluyan.

Existen varios métodos para medir el poder de penetración en campo:

Recortes de piezas: La pieza o el vehículo se cortan físicamente y se miden las películas. Esta es la forma más precisa de determinar el poder de penetración y es común para la fabricación de piezas pequeñas. Sin embargo, esto tiene un costo muy elevado en la industria automotriz y en otras industrias, por lo que se utilizan métodos alternativos.

Tubo de penetración: Éste consiste en un tubo de PVC que está sellado en un extremo. Se sujeta una tira de metal dentro del tubo y se conecta a tierra al vehículo. Esto se usa principalmente en la industria automotriz y se asegura a la bandeja interior del piso, pero se puede usar en aplicaciones industriales, en cuyo caso se conecta al rack de piezas. El tipo y la cantidad de piezas en un rack deben ser consistentes de una prueba a otra cuando se usa el tubo de penetración. Esto asegurará la precisión de los resultados. El tubo de penetración se aísla y la corriente sólo puede alcanzar la tira de penetración a través del extremo abierto. Este método intenta replicar una parte ahuecada, como lo es un estribo del vehículo.

Tira de penetración: Se colocan tiras finas de metal dentro de una parte y se conectan a tierra. Esto tiene un uso limitado, ya que requiere acceso a través de un orificio de drenaje o áreas con extremos abiertos.

Canal de caja de penetración: Se ponen juntos dos paneles de metal, haciendo un emparedado, formando así un canal abierto. El panel está suspendido horizontalmente en un vehículo mediante cable de metal y conectado a tierra.

Galgas de formación de película: Las secciones interiores son inaccesibles, en la mayoría de los casos, con los instrumentos tradicionales de formación de película. Algunas compañías ofrecen sondas largas y delgadas que pueden acceder a estas áreas.

Pruebas de laboratorio: En algunas situaciones, no es factible realizar pruebas de penetración en sitio. Las pruebas de caja de penetración de dos y cuatro paneles se pueden realizar en el laboratorio o, idealmente, además de las pruebas de campo. La desventaja de realizar estrictamente pruebas de laboratorio es que sólo mostrarán problemas de la química del baño E-coat. No evidenciarán problemas potenciales del proceso, mientras que las pruebas en sitio pueden mostrar ambos.

Los métodos para medir el poder de penetración varían según la prueba y la compañía, pero la premisa básica sigue siendo la misma:

1. El panel o tira de metal se hornea después de la aplicación de E-coat.
2. La construcción de la película se mide en el panel o tira en incrementos de 1 a 3 cm. Las películas deben estar más altas en el frente de la tira más cercana a la abertura y disminuir gradualmente.
3. Registre la distancia desde el inicio de la tira de penetración hasta que quede expuesto el sustrato desnudo. Esto se conoce como “poder total de penetración”.
4. Registre la distancia desde el comienzo de la tira de penetración hasta lograr la construcción de película deseada. La película deseada suele ser la especificación del objetivo de película interior de 0.2 a 0.5 mils.

 

Especificaciones generales

Pregunta: ¿Existe una especificación general para el poder de penetración de campo?

Respuesta: No, es relativo al proceso específico. La química del baño, el área de superficie de la pieza, la densidad del rack, el tiempo de recubrimiento y más, variarán significativamente de una planta a otra e impactarán los resultados del poder de penetración.

Las pruebas de poder de penetración deben usarse como un indicador para verificar que se cumplan las especificaciones de conformación de la película interior.

Las formaciones de película en áreas ahuecadas deben determinarse primero. Esto se lleva a cabo aplicando E-coat a una parte, diseccionándola y midiendo la construcción de película interior. La película formada del sustrato de metal necesita ser restada del E-coat total y de la película de sustrato para determinar el verdadero valor de sólo E-coat.

La prueba de poder de penetración se realiza al mismo tiempo y los valores se registran para usarse como línea base. Las especificaciones propias de la planta pueden implementarse entonces.

El proceso de validación del poder de penetración debe realizarse anualmente, como mínimo, o en cualquier momento que haya un cambio significativo en el proceso. Esto incluiría cualquier cambio en el vehículo o parte, nuevo año del modelo, aumento de velocidad de línea, entre otros.

Beneficios de probar el poder de penetración en sitio

Pregunta: ¿Cuáles son los beneficios de probar el poder de penetración en sitio?

Respuesta: Las inspecciones visuales de calidad no son posibles en las áreas profundas y la formación de la película no se puede medir fácilmente. Las pruebas de penetración deben realizarse regularmente para garantizar que las áreas interiores cumplan con las especificaciones de calidad. Un cambio en el poder de penetración puede indicar problemas que de otro modo podrían haberse pasado por alto y potencialmente evitar reclamos de garantía, devoluciones y problemas de responsabilidad.

Una variación significativa en el poder de penetración indica un cambio en el proceso y debe investigarse. Esto puede incluir:

1. Sistema de puesta a tierra o conexión a tierra de la pieza deficientes.
2. Problemas del rectificador.
3. Problemas con el intercambiador de calor del baño.
4. Densidad del rack demasiado elevada.
5. Alta concentración de bacterias.
6. Un cambio considerable e inusual en la química del baño E-coat.
7. Problema con el método de prueba de poder de penetración. Los problemas comunes son atrapamiento de aire o conexión a tierra pobre.

Los cambios graduales en los resultados de la penetración pueden indicar:

1. Un desequilibrio de pigmentos, resinas, ácidos, solventes u otras adiciones de materiales.
2. Degradación de la superficie del ánodo y acumulación de E-coat en la membrana de la celda de anolito.
3. El inicio de una infección bacteriana.
4. Mala conexión a tierra debido a la acumulación de E-coat en el portador con el paso del tiempo.
5. Fuga de celda de anolito asociadas con una disminución del pH.

El monitoreo regular, el registro y la diagramación del poder de penetración pueden ser herramientas muy valiosas para garantizar la calidad e indicar posibles problemas.

 

Dan Rose es especialista senior de producto de Axalta Coating Systems.